农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮工程仿生研究

在Pro/e中建立农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析。有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,仿生表面形态齿轮的形变量更小,从而有效地改善了齿轮的动力学特性,提高了齿轮的可靠性。     

稻田自动化鸭舍声训系统设计与试验研究

为使稻田自动化鸭舍在无人值守的情况下于日落之前自动唤鸭回舍,降低人工消耗,设计了稻田自动化鸭舍的声训系统。该系统可产生并自动播放不同类型、声压级及频率的纯音信号。以1月龄鸭子为研究对象,以声音的声压级和频率为试验因素,以鸭子回舍时间为试验指标,对声训系统进行了试验研究。结果表明:鸭子回舍时间与声音参数存在线性回归关系;当声压级为85d B、声音频率为18 577Hz时,鸭子回舍时间最快可达到19.52s,满足稻鸭共作生产的要求。研究结果为稻鸭共作技术条件下的自动化鸭舍设计提供了依据。     

秸秆炭化烟气两级除尘装置设计及数值模拟

为提高秸秆炭化烟气的除尘效率,在典型旋风分离器基础上,在排气管中增设回转拨指轮,构成两级除尘。利用SolidWorks和ANSYS ICEM软件对其建模和网格划分,在数值模拟软件FLUENT中采用RNG k-ε模型和RSM模型相结合的方法进行流场模拟,建立了流场理论模型。采用DPM模型对颗粒的分离效率进行模拟,测试在同一烟气进口速度(20 m/s)条件下,典型旋风分离器及不同回转转速(0、900、1 450、2 900r/min)下两级式除尘装置内部烟气流场的静压、切向速度、径向速度、轴向速度分布及不同粒径颗粒的分离效率。结果表明,与传统旋风除尘器相比,回转拨指轮对除尘器内的静压有较大的影响,且静压随转速的增大而增大;回转拨指轮转速对流场切向速度亦有较大的影响,随转速提高,切向速度增大,但对径向速度和轴向速度的影响较小;两级除尘及内部回转拨指轮转速对1μm颗粒收集无较大影响,但对于10μm以上的颗粒,可显著提高分离效率,且随转速增大分离效率有所提高,但不同转速对分离效率的影响差异不显著。     

可降解种膜直播对水稻生长和产量的影响

为了探索可降解种膜水稻直播种植技术在辽宁地区的可行性,在辽宁省辽阳、新宾等地,以普通直播和机械插秧为对照,研究可降解种膜直播对土壤不同土层温度、出苗时间、出苗率、生长性状和产量构成等指标的影响。结果表明:可降解种膜直播与对照相比,对耕层地表和地表下5cm处温度的影响极显著(P0.01),对地表下10cm处温度的影响显著(P0.05);在水稻生长前期,对提高土壤温度作用较大,且主要体现在浅层,在水稻生长的中后期,对较深层土壤的温度影响加大。与普通直播相比,可降解种膜直播早6d出苗,出苗率高17.6%。与对照相比,可降解种膜直播对水稻株高和分蘖的影响均极显著(P0.01);水稻生长前期,机械插秧处理的秧苗植株最高,到生长中后期,可降解种膜直播秧苗株高最高,但随时间推移,3种种植模式下的秧苗株高差别越来越小,可降解膜作用减弱;可降解种膜直播水稻分蘖最早,且更早达到分蘖高峰,有效分蘖比对照高24%和35%。可降解种膜直播与2组对照相比,对水稻的产量有极显著的影响(P0.01),在14.5%的含水率下,可降解膜直播产量为11 141kg/hm~2,比普通直播高17.72%,比机械插秧高8.33%。     

放养密度对稻田内鸭子运动规律及杂草控制效果的影响

为探索放养密度对鸭子在田间运动行为规律的影响及其对杂草的控制效果,该文采用超宽带(ultra wide band,UWB)定位技术,检测了鸭子在田间运动位置信息,研究了不同放养密度下鸭子在田间的活动规律及其对水田主要杂草的防除效果。结果表明,随着放养密的增加:1)鸭子的活动范围变大,单位面积出入几率也增大;2)鸭子在田间运动时间占总时间的比例逐步加大,对应每660 m2放养15、20、25和30只4种放养密度,该比例分别是69.17%,75.33%,77.83%和80.00%;3)鸭子进入各个小单元格的平均次数越多,对应上述4种放养密度,鸭子每天平均进入各单元格次数分别是12.05、17.82、23.03和27.73次,其中,高频次比例逐渐增加,且增加较快,而低频次比例逐渐较小;4)对杂草的控制效果越好,因为鸭子在田间活动的目的是获取食物,放养密度越大,鸭子为获取食物而产生的竞争越激烈,鸭子在田间的活动范围越广、时间越长、进入各个小单元格的频次越高,其采食杂草的机会越多。研究成果将为鸭稻共作技术工艺的进一步优化提供参考。     

大蒜种瓣机械压变处理对其出苗及生长的影响

为探明大蒜种瓣机械压变处理对大蒜出苗及生长的影响规律,以东北白皮蒜为研究对象,利用万能物理试验机对大蒜种瓣进行横向施压(大蒜种瓣平放受压)和纵向施压(大蒜种瓣直立受压),以受压变形量与原基本尺寸比值的百分数来表示受压程度,2个方向受压程度为5%～45%,取一组未处理的大蒜种瓣作为对照。将处理后的大蒜种瓣与对照进行播种试验,探索机械压变处理对大蒜出苗天数、出苗率、植株茎粗和植株高度的影响,通过回归分析得出植株茎粗与施压程度之间的回归模型,并进行植株高度与施压程度之间的相关性分析。试验结果表明,与未处理的大蒜种瓣相比,横向受压中,受压程度为10%～45%时,机械压变对大蒜种瓣出苗天数、出苗率、植株茎粗和植株高度有显著影响(P0.05),其中受压程度为10%～25%的大蒜种瓣出苗时间短于对照,出苗率、植株茎粗和植株高度均大于未处理的大蒜种瓣;在纵向受压中,受压程度为10%～45%时,机械压变对大蒜种瓣出苗天数、出苗率、植株茎粗和植株高度有显著影响(P0.05);其中受压程度为10%～15%时,大蒜种瓣出苗时间均长于对照,出苗率和植株茎粗均大于未处理的大蒜种瓣。相比纵向机械压变处理,横向机械压变处理的大蒜出苗快,相同压缩条件下,大蒜的各项指标更优。植株茎粗与施压程度之间的回归模型拟合较好(R≥0.91),植株高度与施压程度之间的相关性显著(P0.05)。     

鸭稻共育对稻田土壤养分含量及水稻茎秆抗倒伏性的影响

倒伏是水稻栽培中普遍存在的突出问题,发生倒伏不仅会导致减产,造成稻米品质下降,而且会影响收获作业效率和损失率,增加作业成本。水稻茎秆力学特性是决定水稻抗倒伏能力的重要因素之一。为研究鸭稻共育种植模式对水稻茎秆抗倒伏性的影响,通过对比鸭稻共育和常规插秧两种种植模式,分别测定了关键生育期稻田土壤的养分含量和水稻地上、地下部生物量;采用三点弯曲试验测试了水稻在幼穗形成期、抽穗期、黄熟期3个生长阶段的茎秆折断力,研究鸭稻共育种植模式对水稻抗倒伏性能的影响。结果表明:与常规插秧种植模式相比,在水稻灌浆期,鸭稻共育土壤的有机质、碱解氮、速效钾和速效磷含量分别增加26.07%、15.97%、41.24%和18.25%,水稻地上、地下部分生物量分别增加26.11%和29.88%,差异均达到显著性水平。在水稻幼穗形成期之前,两种种植模式水稻茎秆的倒伏指数差异不显著;在水稻幼穗形成期、抽穗期和黄熟期,鸭稻共育水稻茎秆的折断力比对照分别提高13.65%、33.51%和36.09%,倒伏指数分别降低4.86%、5.42%和8.16%,在抽穗期和黄熟期差异性显著。说明鸭稻共育在一定程度上可增强水稻茎秆的物理强度,提高水稻植株的抗倒伏能力。该研究为解决水稻倒伏问题提供了一定理论依据,为其他作物的抗倒伏研究提供方法借鉴。     

用于秧爪耐冲蚀仿生设计的潮间带贝类表面磨损机理研究

从仿生学角度,对比3种典型潮间带贝类冲蚀磨损试验结果,分析贝壳表面非光滑结构的冲蚀磨损机理,为提高秧爪耐磨性探索结构仿生学设计.利用扫描电子显微镜(SEM)分别对东方扇贝(Dongfang shell)、魁蚶(Bloody clam)、毛蚶(Ark shell)壳表进行形貌分析,确立其结构特征参数,利用Solidworks建立表面冲蚀过程简化模型;通过冲蚀磨损试验,获得3种贝类样品的不同耐磨性能,在冲蚀粒径为0.35～1.0mm,冲蚀速度为1.5m·s-1条件下,魁蚶的失重比最小,仅为2.11％,低于东方扇贝和毛蚶.魁蚶表面的凹槽结构可减小冲蚀法向力,从而减小冲蚀微压痕.另外,表面微结构延长了冲蚀作用时间,可降低冲蚀速度和能量,起到耐冲蚀作用.     

VP6型水稻插秧机作业质量试验研究

为进一步提高水稻插秧机的作业质量,加强农机与农艺相结合,根据GBT6243—2003《水稻插秧机试验方法》和GB/T20864—2007《水稻插秧机技术条件》及当地农业技术要求,在辽宁省辽中县六间房乡淮海农场对洋马VP6型水稻插秧机的作业质量进行检测与分析。在对秧苗和水田作业条件检测分析的基础上,测试分析该机的主要工作性能,并提出改用秧苗轴线与水平面的夹角与90°之比表示秧苗直立度的方法。结果表明,每穴株数合格率为80.0%,每穴株数相对合格率为90.9%,穴距变异系数为4.38%,秧苗直立度合格率为86.0%,伤秧率为5.07%,漏插率为2.0%,这些主要工作性能指标符合当地农业技术要求;但插秧深度偏大(34.0mm),变异系数较大(27.5%),且漂秧率偏高(5.64%)。为此建议提高农艺水平,按照机插秧的技术要求培育秧苗,保证秧苗盘根充分且有合适的株高;在保证地表平整的同时,注意耕深一致、沟底平整;泡田用水和沉淀时间要适当,保持地表水层深度在0~30mm条件下插秧。研究成果将为水稻插秧机推广应用和人员技术培训提供参考依据。     

稻田开放式自动化养鸭设备的研制及试验

为了解决鸭稻共作过程中依靠人工饲养鸭子费时费力的问题,加速推广具有良好经济效益和社会效益的水稻生态农业模式,该文设计了一种以单片机为控制核心,在无人值守情况下在稻田中自动化养鸭设备。该设备放置在稻田的输水渠上不占农田,由太阳能电池板产生的能量驱动,能够按照昼夜变化规律运行,早晨05:30后自动开门,傍晚18:00奏音乐唤鸭回笼并能自动补料、给水和关门。由于料斗放置在田间,饲料容易受潮而结拱影响补料量控制的精准度,设计了振动式料斗破拱装置,试验确定了破拱装置的振动偏心距为30 mm、转速为1 200 r/min。田间试验结果表明,在自动门延迟关门1 min和声音响度100 d B时,鸭群回笼率达到97.5%以上;自动化养鸭设备饲养鸭群体质量增长与人工喂养无显著性差异(P0.05)。该研究成果对鸭稻共作技术的推广应用具有重要意义。